一种新型自复位变摩擦耗能支撑的力学性能研究

题名	一种新型自复位变摩擦耗能支撑的力学性能研究
作者	刘松元
学位类型	硕士
导师	何晴光
答辩日期	2015
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	工学硕士
学位专业	结构工程
关键词	自复位变摩擦耗能支撑滞回性能
摘要	自复位耗能支撑作为一种耗能减震装置，既能有效耗散地震的能量又能减小建筑物震后的残余变形，近几年来成为了工程师们研究的热点。然而常规的自复位耗能支撑，不能根据实际地震中建筑物受地震作用强度的大小来改变自身的输出摩擦力的大小。本文提出了一种自主研发的自复位变摩擦耗能支撑，这种新型自复位耗能支撑结合了常规自复位耗能支撑与变摩擦阻尼器各自的特点，既能有效减小建筑物震后的残余变形，又能根据建筑物受地震作用时的变形程度被动改变自身的输出摩擦力的大小。本文主要研究内容及结论如下：（1）首先提出一种自主研发的自复位变摩擦耗能支撑，对该支撑构造、工作原理进行详细介绍，然后建立支撑变摩擦力学模型，通过分析判断变摩擦函数f (δ)在摩擦块滑动区间 (-L/2，L/2) 上的单调性，得出随着支撑位移 δ 的增大，摩擦块与摩擦钢板间的滑动摩擦力f (δ) 呈递增趋势。从而验证了本支撑符合设计要求，具有变摩擦特性。通过增大摩擦接触点的挠度 ω 或者减小摩擦钢板的长度L，都可以有效地提升摩擦块起滑力f (0) 以及变摩擦效果。（2）利用经典的四阶段分析法，对支撑受拉时的力学模型进行理论推导，得到本自复位耗能支撑的各阶段力学模型表达式，通过研究各阶段外荷载函数P在摩擦块滑动区间 (-L/2，L/2) 上的函数单调性，得出支撑在加载段随位移 δ 增大，支撑的第二刚度呈递增状态，同时支撑在复位段，支撑刚度随位移 δ 增大呈单调递减趋势。（3）通过对比各参数下的理论滞回曲线，发现摩擦接触点挠度 ω 增大时，支撑耗散能量Wd、割线刚度Ks、等效阻尼比 ξeq理论值均出现增大趋势，随着摩擦钢板长度L的减小，支撑耗散能量Wd、割线刚度Ks出现增大趋势，等效阻尼比 ξeq出现减小趋势、表现出更好的变摩擦效果。其中当L=400mm，ω=10mm时支撑产生残余位移。随着位移幅值 δ 成倍增大，滞回曲线出现“喇叭状”的变化趋势越明显，同时支撑耗散能量Wd增长率也呈现出成倍增大的趋势，其中从20mm增大到60mm时支撑耗散能量增长率达到了240.2%，而割线刚度Ks、等效阻尼比 ξeq呈现出减小趋势。（4）加工制作出本支撑实体构件，并对该构件进行轴向拉压试验。试验结果表明：本支撑的试验滞回曲线表现出与理论滞回曲线相近的“旗帜形”轮廓，随着加载幅值的增加滞回曲线出现“喇叭状”的变化趋势，即实现了自复位
其他摘要	The self-centering energy dissipative brace (SCEDB) is a kind of energy dissipative devices, which can effectively dissipate the energy of the earthquake and reduce the residual deformation of the building after the earthquake. In recent years, it has become a hot research focus for engineers. However, the conventional SCEDB can not change the output friction force according to different loads. This paper presents a new-type of self-centering variable friction energy dissipative brace. This new-type brace combines the characteristics of conventional SCEDB and variable friction damper (VFD) , which can reduce the residual deformation effectively and can change the output friction force according to different loads. . The main research contents and results are as follows: (1)This paper proposed a new-type of self-centering variable friction energy dissipative brace, a detailed description of structural features, working principle, and then established the mechanical model of variable
学科领域	结构消能减震
页数	72
语种	中文
学号	152081402030
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/103111
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘松元. 一种新型自复位变摩擦耗能支撑的力学性能研究[D]. 兰州理工大学,2015.